一种电流监测装置和基于电流监测装置的电流监测方法与流程

专利检索2025-02-16  43


本发明涉及电力检测,具体而言,涉及一种电流监测装置和基于电流监测装置的电流监测方法。


背景技术:

1、微型智能电流传感模块是全域物联网的核心感知元件,是电网公司数字化转型和数字电网建设的重要基础,是电网数字化的重要基石,是实现电网设备全联接、电网状态全感知、业务应用融合创新的重要纽带。全域物联网架构体系由感知层、网络层和平台层的物联网平台组件共同构成,在数字化转型技术框架中的定位为数据采集和传送基础平台,其中,感知层主要实现电力生产、输送、消费、管理等各环节信息的采集、处理、控制及交互,利用各种传感器、智能终端设备、通讯模块实现信息的采集、识别和处理,通过统一的物联网标准协议将终端状态和数据传送到网络层,感知信息的存储和交换应遵循相关规范的技术要求。


技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种电流监测装置和基于电流监测装置的电流监测方法,以至少解决现有技术中电流传感器的磁感应位置偏移导致电路检测误差大的问题。

2、为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种电流监测装置,包括:磁环,由磁介质组成且具有一个气隙,所述磁环用于套在待测量导线上;电流传感器,位于所述气隙中且所述电流传感器的灵敏轴与所述磁环在所述电流传感器的位置的切线方向平行,所述电流传感器包括具有磁电阻传感器的磁感应电路,所述磁感应电路用于输出随所述磁电阻传感器的阻值变化的第一电压信号;后处理电路,与所述电流传感器电连接器,所述后处理电路用于根据所述第一电压信号分析得出所述待测量导线的电流。

3、可选地,所述磁电阻传感器包括型号相同的第一磁电阻传感器和第二磁电阻传感器,所述磁感应电路还包括阻值相同的第一分压电阻和第二分压电阻,所述第一分压电阻的一端与电源正极电连接,所述第一分压电阻的另一端与所述第一磁电阻传感器的一端电连接,所述第一磁电阻传感器的另一端与电源负极电连接,所述第二磁电阻传感器的一端与所述电源正极电连接,所述第二磁电阻传感器的另一端与所述第二分压电阻的一端电连接,所述第二分压电阻的另一端与所述电源负极电连接,所述磁感应电路的两个输出端子分别与第一公共端和第二公共端电连接,以输出所述第一电压信号,所述第一公共端为所述第一分压电阻与所述第一磁电阻传感器的公共端,所述第二公共端为所述第二分压电阻与所述第二磁电阻传感器的公共端。

4、可选地,所述电流监测装置还包括:电压传感器,包括两个探头和信号处理模块,两个所述探头分别与所述待测量导线和零线接触设置,所述信号处理模块分别与所述探头电连接,形成测量回路,所述后处理电路用于向所述信号处理模块输入参考信号并根据所述信号处理模块检测的第二电压信号分析得出所述待测量导线的电压。

5、可选地,所述信号处理模块包括分压电容、电压检测装置和参考信号,所述电压检测装置用于检测所述分压电容的所述第二电压信号,所述参考信号输入所述分压电容的一端,所述待测量导线与所述探头之间的耦合电容的电压信号输入所述分压电容的另一端。

6、可选地,所述后处理电路还包括安全加密模块,所述安全加密模块用于采用sm4算法生成认证密文,以对获取所述电流监测装置的数据的终端设备进行单向身份认证,所述安全加密模块还用于采用对称加密算法对发送数据进行加密后发送至通过身份认证的所述终端设备,所述发送数据包括所述待测量导线的电流和电压。

7、可选地,所述电流监测装置包括第一固定件和第二固定件,所述第一固定件用于将所述磁环固定在所述待测量导线上,使得所述待测量导线位于所述磁环的轴线上,所述第二固定件用于将所述电流传感器固定在所述气隙中,使得所述电流传感器的灵敏轴与所述磁环在所述电流传感器的位置的切线方向平行。

8、根据本申请的另一方面,提供了一种所述的电流监测装置的电流监测方法,包括:在磁环套在待测量导线上的情况下,对电流传感器进行上电;获取所述电流传感器输出的第一电压信号;根据所述第一电压信号的电压计算出磁电阻传感器的阻值;根据所述磁电阻传感器的阻值查询对应的磁场强度,得到所述待测量导线在所述电流传感器处产生的磁场强度;根据所述磁场强度和位置参数计算得到所述待测量导线的电流,所述位置参数为表征所述电流传感器与所述待测量导线的相对位置的参数。

9、可选地,所述电流监测装置还包括电压传感器,所述电压传感器包括两个探头和信号处理模块,两个所述探头分别与所述待测量导线和零线接触设置,所述信号处理模块分别与所述探头电连接,形成测量回路,所述后处理电路用于向所述信号处理模块输入参考信号并根据所述信号处理模块检测的第二电压信号分析得出所述待测量导线的电压,所述信号处理模块包括分压电容、电压检测装置和参考信号,所述电压检测装置用于检测所述分压电容的所述第二电压信号,所述参考信号输入所述分压电容的一端,所述待测量导线与所述探头之间的耦合电容的电压信号输入所述分压电容的另一端,所述方法还包括:获取所述分压电容两端检测的两个所述第二电压信号;计算所述耦合电容输入产生所述第二电压信号与所述参考信号输入产生的所述第二电压信号的比值,得到电压比,所述电压比为所述待测量导线的电压与所述参考信号的电压的比值;根据所述参考信号的电压和所述电压比计算得到所述待测量导线的电压。

10、可选地,所述方法还包括:生成一个随机数;采用预设的认证密钥对所述随机数进行加密,得到认证密文;将所述认证密文和安全芯片id发送至终端设备,并接收到所述终端设备的解密结果,所述安全芯片id为所述电流监测装置的id;在所述解密结果与所述随机数一致的情况下,所述终端设备认证通过。

11、可选地,在所述终端设备认证通过之后,所述方法还包括:采用所述随机数对发送数据进行加密,得到加密密文,所述发送数据包括所述待测量导线的电流和电压;将所述电流监测装置的序列号和mac以及所述加密密文发送至所述终端设备,使得所述终端设备解密得到所述发送数据。

12、应用本申请的技术方案,该电流监测装置的电流传感器感应待测量导线的电流产生的磁场导致磁电阻传感器的阻值变化,即可根据电流传感器输出的第一电压信号的变化分析出感应磁场强度,从而分析出待测量导线的电流,并通过磁环大大提高磁感应强度,从而降低电流传感器偏离待测量导线的标准磁感应位置导致的检测误差的比重,解决了现有技术中电流传感器的磁感应位置偏移导致电路检测误差大的问题。



技术特征:

1.一种电流监测装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电流监测装置,其特征在于,所述磁电阻传感器包括型号相同的第一磁电阻传感器和第二磁电阻传感器,所述磁感应电路还包括阻值相同的第一分压电阻和第二分压电阻,所述第一分压电阻的一端与电源正极电连接,所述第一分压电阻的另一端与所述第一磁电阻传感器的一端电连接,所述第一磁电阻传感器的另一端与电源负极电连接,所述第二磁电阻传感器的一端与所述电源正极电连接,所述第二磁电阻传感器的另一端与所述第二分压电阻的一端电连接,所述第二分压电阻的另一端与所述电源负极电连接,所述磁感应电路的两个输出端子分别与第一公共端和第二公共端电连接,以输出所述第一电压信号,所述第一公共端为所述第一分压电阻与所述第一磁电阻传感器的公共端,所述第二公共端为所述第二分压电阻与所述第二磁电阻传感器的公共端。

3.根据权利要求1所述的电流监测装置,其特征在于,所述电流监测装置还包括:

4.根据权利要求3所述的电流监测装置,其特征在于,所述信号处理模块包括分压电容、电压检测装置和参考信号,所述电压检测装置用于检测所述分压电容的所述第二电压信号,所述参考信号输入所述分压电容的一端,所述待测量导线与所述探头之间的耦合电容的电压信号输入所述分压电容的另一端。

5.根据权利要求3所述的电流监测装置,其特征在于,所述后处理电路还包括安全加密模块,所述安全加密模块用于采用sm4算法生成认证密文,以对获取所述电流监测装置的数据的终端设备进行单向身份认证,所述安全加密模块还用于采用对称加密算法对发送数据进行加密后发送至通过身份认证的所述终端设备,所述发送数据包括所述待测量导线的电流和电压。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电流监测装置,其特征在于,所述电流监测装置包括第一固定件和第二固定件,所述第一固定件用于将所述磁环固定在所述待测量导线上,使得所述待测量导线位于所述磁环的轴线上,所述第二固定件用于将所述电流传感器固定在所述气隙中,使得所述电流传感器的灵敏轴与所述磁环在所述电流传感器的位置的切线方向平行。

7.一种基于权利要求1至6中任一项所述的电流监测装置的电流监测方法,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的电流监测方法,其特征在于,所述电流监测装置还包括电压传感器,所述电压传感器包括两个探头和信号处理模块,两个所述探头分别与所述待测量导线和零线接触设置,所述信号处理模块分别与所述探头电连接,形成测量回路,所述后处理电路用于向所述信号处理模块输入参考信号并根据所述信号处理模块检测的第二电压信号分析得出所述待测量导线的电压,所述信号处理模块包括分压电容、电压检测装置和参考信号,所述电压检测装置用于检测所述分压电容的所述第二电压信号,所述参考信号输入所述分压电容的一端,所述待测量导线与所述探头之间的耦合电容的电压信号输入所述分压电容的另一端,所述方法还包括:

9.根据权利要求8所述的电流监测方法,其特征在于,所述方法还包括:

10.根据权利要求9所述的电流监测方法,其特征在于,在所述终端设备认证通过之后,所述方法还包括:


技术总结
本申请提供了一种电流监测装置和基于电流监测装置的电流监测方法,该电流监测装置包括:磁环,由磁介质组成且具有一个气隙,磁环用于套在待测量导线上;电流传感器,位于气隙中且电流传感器的灵敏轴与磁环在电流传感器的位置的切线方向平行,电流传感器包括具有磁电阻传感器的磁感应电路,磁感应电路用于输出随磁电阻传感器的阻值变化的第一电压信号;后处理电路,与电流传感器电连接器,后处理电路用于根据第一电压信号分析得出待测量导线的电流,解决了现有技术中电流传感器的磁感应位置偏移导致电路检测误差大的问题。

技术研发人员:周祥峰,蔡春元,李永健,黎礼飞,简玮侠,尹雁和,刘磊,陈振江,李华,周慧彬,姜绍艳
受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司中山供电局
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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